小区电动汽车分布式充放电控制策略研究

发布时间：2020-11-10 01:11

　　 随着能源、环境压力的不断增大,电动汽车(Electric Vehicles,EVs)因环保、节能、无污染的优势,受到各国政府的关注。电动汽车用户基数的逐年提升,未来小区将成为主要的充电场所。但是,在现实生活中,存在着用户充电难的问题,主要原因有:一方面规模化电动汽车无序充电会引起配电变压器过载,影响小区配电系统的安全运行。另一方面小区布置智能充电桩需要增加配套的电力设备、升级改造线路,前期投资成本高,难以调动小区物业参与的积极性。同时我国电网以静态分时电价的形式售电,但静态分时电价的费率和时段不随电网实际运行情况动态调整,难以反映实际供需情况。针对静态分时电价下小区电动汽车充电难的问题,本文提出了小区电动汽车分布式充放电控制策略,实现配电系统安全运行的同时,满足用户充电需求。论文主要包括以下研究内容:1)分析了电动汽车充电模式,用户行驶特性、电池充电特性等影响充电负荷的因素,建立了单台电动汽车的充电负荷模型。2)以某小区为例,采用蒙特卡洛法分别仿真了规模化无序充电行为和静态分时电价有序充电行为对小区负荷特性的影响,结果表明:无序充电会加剧负荷波动;静态分时电价有序充电虽可将充电负荷转移到低电价时段,但会在低电价起始时刻出现新的负荷高峰。3)提出了小区电动汽车分布式有序充电控制策略。首先,电池管理系统中嵌入计算芯片,具有自主制定充电计划的功能,克服了电力中心计算时间开销大和集中控制充电桩启停的问题。其次,面向小区构建了分布式充电系统架构,基于实时引导电价建立了以用户充电费用最小为目标的模型,在所建模型中引入对偶理论实现分布式计算。最后,为了验证所提策略的有效性,仿真了无序充电、有序充电行为对负荷特性和用户充电费用的影响,并与集中式控制策略对比计算时间。4)提出了考虑电池损耗的电动汽车分布式充放电控制策略。通过电动汽车与电网互动(Vehicle-to-Grid,V2G)技术设置有序充放电仿真算例;将电池损耗费用与放电功率相关联,建立了考虑电池损耗的用户充放电费用最小化模型,利用对偶理论对模型变化,解决含有耦合约束条件的问题,实现分布式有序充放电;最后,对无序充电、有序充电、有序充放电控制策略进行仿真分析。
【学位单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM73
【部分图文】：

式（２－２）中：〇；＝３．２４为结束充电时间标准差，凡＝?８．９２为结束充电时间期??望值。??用户日行驶里程ｄ的统计数据如图２－２所示，拟合结果服从对数正态分布，??其概率密度函数为式２－３：??ｆＤ（ｄ）?＝?；?ｅｘｐ［－一?ｆｅ）－－２］?（２－３）??ａ?＾１２７１?（７Ｄ?２ａＤ??式（２－３）中：ｃｔｄ＝Ｕ４为日行驶里程的标准差，外＝２．９８为日行驶里程的期??望值，日行驶里程ｄ的单位为ｋｍ。??１０??

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⒐β蚀蟆⒅柿壳嵊攀疲?悄壳白罹哂蒙桃登熬暗牡纾崳?池类型［３５１。在本文中设电动汽车电池为锂电池，锂电池充电过程一般经历三段式??阶段。充电过程如图２－３所示。??ｕ／ｉ个??，捐流充电＋恒流充电＋?ｍ压充电＿＿，??！?Ｋ????充电电流?充电电压??图２－３充电过程示意图??三段式充电过程如下：（１）涓流充电阶段，该阶段充电初期，充电电流不变、??电流较小，电池两端电压较低、后期两端电压不断上升；（２）恒流充电阶段，该??阶段充电电流不变，电池两端电压小幅度上升，正常情况下该阶段电量能够达到??电池额定容量的８０％；?（３）恒压充电阶段，该阶段电池两端电压不变，充电电流??不断减少，当充电电流小于阈值时，充电过程结束。??大量研宄表明
【参考文献】

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本文编号：2877237